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O processo da filtragem biológica no aquário

A filtragem biológica é o processo mais comum na grande maioria dos aquários para a filtragem de matéria orgânica e contaminantes como amônia, nitrito, nitrato, fosfato e outros compostos que não temos ciência. Acompanhe nesse texto diversos detalhes e características da filtragem biológica em aquários.


Quem é responsável pela filtragem biológica dos aquários?


A filtragem biológica dos aquários é feita basicamente por dois grupos de organismos: os heterotróficos e os autotróficos.


Os organismos heterotróficos são aqueles que produzem sua energia a partir da oxidação de compostos orgânicos em geral. Nesse grupo estão todos os organismos que não produzem sua energia e se alimentam de outros organismos. Os fungos, as bactérias e os protozoários que decompõe o resto de ração, fezes, organismos mortos e outros compostos orgânicos dos aquários são responsáveis pela filtragem biológica.


Os organismos autotróficos são aqueles que produzem sua energia a partir da oxidação ou da redução de compostos inorgânicos. No caso da filtragem biológica dos aquários, as bactérias nitrificantes são as mais comuns e importantes nesse processo, sendo que as oxidantes de enxofre são bem comuns nos reatores de enxofre dos aquários marinhos.


As plantas e algas também são organismos autotróficos e tem participado cada vez mais da filtragem de sistemas aquáticos, seja na indústria, aquaponia ou aquarismo. O uso de algas e plantas também serão abordados nesse texto de forma rápida.


São esses organismos que vão transformar os compostos tóxicos ao ambiente do aquário em compostos menos tóxicos ou compostos inofensivos. Por esse motivo a filtragem biológica é o fator mais importante nos aquários, pois é ela a responsável por manter a qualidade da água nos aquários.


Em termos de eficiência os organismos autotróficos são muito mais eficientes que os organismos heterotróficos em relação à oxidação de amônia, nitrito e nitrato que são os principais contaminantes do aquário. Os heterotróficos são ganham em eficiência dos autotróficos em condições onde os autotróficos não conseguem se desenvolver bem, como em ambientes muito ácidos.


Hoje no mercado existem alguns produtos que fazem o mesmo papel da filtragem biológica, mas ainda assim a filtragem biológica é mais barata e mais eficiente.


O que é importante considerar na filtragem biológica?


A filtragem biológica é influenciada por alguns parâmetros físicos, químicos e biológicos que podem ajudar ou atrapalhar na filtragem do aquário. Os principais fatores são:


  1. Oxigênio dissolvido

  2. Oferta de Nutrientes

  3. Elementos traços

  4. Reserva alcalina

  5. Carbono orgânico e competição entre organismos

  6. Temperatura

  7. pH

  8. Fluxo de água

  9. Superfície de colonização

  10. Idade do biofilme

  11. Iluminação

  12. Agentes bactericidas e inibidores

  13. Características estruturais do sistema de filtragem

Oxigênio Dissolvido


Além de importante para os animais e plantas do aquário, o oxigênio tem um papel fundamental na filtragem biológica dos aquários. O oxigênio é o principal agente oxidante que vai produzir energia para os organismos heterotróficos e autotróficos.


Para saber mais sobre a oxigenação dos aquários veja aqui no nosso texto!


No aquário o oxigênio é utilizado pela respiração dos peixes e plantas, além de ser usado pelos organismos responsáveis pela filtragem. Como todo mundo usa o oxigênio dissolvido, ele é um fator limitante no aquário, por isso é preciso ter uma boa circulação para que o oxigênio seja suficiente para todos os organismos que necessitam dele.


Quanto maior a quantidade de oxigênio disponível, maior será a facilidade dos microrganismos responsáveis pela filtragem de terem acesso ao oxigênio dissolvido. Não é só porque o oxigênio está dissolvido que os microrganismos têm acesso fácil a ele e uma maior concentração melhora o acesso deles ao tão importante oxigênio.


Oferta de Nutrientes


Quanto maior a oferta de nutrientes aos organismos, maior vai ser a eficiência da filtragem. Um mesmo filtro pode remove mais nutrientes por área quanto maior for a quantidade de nutrientes disponível.


A imagem abaixo exemplifica bem esse fato onde a remoção de amônia do filtro em relação à quantidade de amônia disponível.

Fonte: Referência bibliográfica [1]

Isso vale para todos os nutrientes na água como amônia, nitrito, nitrito, fosfato e afins.


Elementos Traços


Os elementos traços são importantes para todos os organismos vivos (sejam eles plantas, animais, bactérias, etc) pois são responsáveis por vários processos metabólicos.


Veja mais sobre a importância dos oligoelementos aqui no nosso texto sobre eles mostrando a função deles em diversos processos!


O molibdênio é fundamental para o processo da nitrificação[2].


A falta de elementos traços é um dos principais fatores limitantes da filtragem biológica.


Reserva alcalina


Os carbonatos são fundamentais para o processo da nitrificação. Cada grama de amônia metabolizada pelas bactérias nitrificantes consome pouco mais de 7 gramas de carbonato como pode ser vista na tabela abaixo [3]:

É preciso manter a reserva alcalina sempre constante e em nível adequado para ajudar no processo da nitrificação.


Além da utilidade na nitrificação, a reserva alcalina tem papel fundamental na estabilidade do pH, o que é fundamental não somente sobre a filtragem, mas também na manutenção da qualidade de vida do ambiente aquático devido à quebra do equilíbrio osmótico.


Veja mais sobre o choque osmótico aqui no nosso texto!


Carbono Orgânico e a Competição Entre os Microrganismos


O carbono orgânico na forma de açúcares, álcool, polímeros como a celulose da madeira e o amido, ácidos orgânicos, etc são fonte de alimento para bactérias que competem com as bactérias nitrificantes.


Quanto maior a relação entre carbono orgânico e nitrogênio, menor será a nitrificação [4].


A tabela abaixo[1] mostra um teste feito com filtros de lagos onde a eficiência da nitrificação foi reduzida de acordo com o aumento da relação de carbono orgânico na água (C/N).

Esse fato é de crucial importância quando vamos escolher a ração dos nossos peixes e outros animais. Rações de boa qualidade possuem carboidratos devidamente trabalhados para uma excelente absorção e fazer com que as fezes sejam pobres desses nutrientes, proporcionando uma melhor qualidade de água.


A imagem abaixo[16] representa um biofilme formado em um sistema de criação de peixes. Nesse esquema é explicado que as bactérias heterotróficas se formam na superfície do biofilme onde há mais oxigênio devido a se multiplicarem mais rápidos que as bactérias nitrificantes. Essa disposição é prejudicial à nitrificação.


Temperatura da água


A temperatura é um fator que está diretamente ligado à velocidade do metabolismo dos habitantes de um ambiente aquático. Quanto maior a temperatura, maior será a atividade do metabolismo e vice-versa.


No caso da nitrificação, quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da remoção de nutrientes e maior será a multiplicação das bactérias.


Nos aquários ornamentais onde a média da temperatura fica entre os 25°C e 35°C se mostra ideal para o desenvolvimento das bactérias nitrificantes [5].


É preciso ter cuidado com o equilíbrio térmico do aquário para evitar um choque térmico. Além de nocivo às plantas e animais, o choque térmico pode reduzir a nitrificação.


pH

O pH está relacionado com o equilíbrio osmótico, toxicidade de contaminantes e até na quantidade de oxigênio dissolvido na água.


Para mais detalhes sobre o pH veja aqui no nosso texto!


Na nitrificação o pH está diretamente relacionado à eficiência. O gráfico abaixo[6] mostra um teste sobre a nitrificação num sistema de tratamento de esgoto.

O controle do pH é essencial para o correto dimensionamento da parte da filtragem biológica relacionada com a nitrificação.


O pH também influencia no metabolismo das plantas envolvidas no sistema de filtragem quando aplicadas a esse fim. A maioria das plantas respondem melhor a uma determinada faixa de pH. O aguapé (Eichhornia crassipes), por exemplo, tem um crescimento maior, e por consequência maior remoção de contaminantes, em águas ácidas com pH entre 5,6 e 5,9 [7].


Fluxo de água


O fluxo de água na filtragem é fundamental para a remoção dos contaminantes da água e é o fator mais esquecido e negligenciado dos filtros de aquários. O fluxo de água é composto pela vazão do sistema, pela velocidade da água e pela pressão da água.


O fluxo de água é responsável por levar a amônia, nitrito, nitrato, fosfato, carbono orgânico, oxigênio, carbonatos e outros compostos até as colônias de bactérias (o biofilme).


No caso da nitrificação em mídias fixas como argila expandida, cerâmica, esponjas e afins, um fluxo de água mais rápido e com pressão maior que em um sistema aberto tem melhor resultado do que um fluxo lento. O fluxo de água geralmente usado na filtragem dos aquários é muito baixo em relação ao fluxo de água utilizado na aquicultura, o que tem como resultado uma nitrificação com menor resultado.


Cada tipo de mídia ou filtragem requer um fluxo de água adequado. Um filtro de areia fluidizada requer um fluxo diferente do que um sump ou canister.


Um fluxo de água adequado irá manter uma renovação constante do biofilme, vai levar mais nutrientes para as bactérias e garantir uma filtragem muito eficiente.


Os filtros de plantas requerem um fluxo mais lento do que os filtros com biofilme imobilizado.


Superfície de Colonização


No aquarismo, a superfície de colonização das bactérias é o fator mais superestimado e incompreendido e é vendido como único e principal fator de uma boa filtragem, o que não é verdade, nem de perto verdade.


Não vamos nos ater a esse ponto porque ele foi devidamente no nosso texto sobre a superfície específica! 


Idade do Biofilme


Todo organismo vivo nasce, cresce, se reproduz e morre. Com as bactérias isso não é diferente. As bactérias em seu período de divisão celular consomem muito mais energia do que sem estar em divisão, então, partindo dessa informação, temos que criar condições de que as bactérias nitrificantes estejam sempre em constante reprodução.


O gráfico abaixo representa as fases do crescimento bacteriano.

Nos filtros de aquários é muito melhor manter o biofilme constantemente na fase de crescimento exponencial através de um fluxo de água adequado e/ou da limpeza dos filtros.


Os filtros fluidizados são muito eficientes por estarem sempre eliminando o excesso de biofilme através do atrito entre as mídias, o que fornece espaço (eliminando bactérias heterotróficas, bactérias mortas e sujeira), diminui a espessura do biofilme (melhorando a transferência de nutrientes) e mantém uma colonização uniforme.


Mais detalhes sobre filtros fluidizados podem ser vistos aqui no nosso texto sobre isso!


Um filtro superdimensionado para o aquário é capaz de manter uma excelente qualidade de água mantendo o biofilme em fase estacionária, fase em que há um equilíbrio entre a quantidade de bactérias que nascem e morrem. É durante a fase estacionária do biofilme que geralmente acontecem os picos de amônia, devido a redução da capacidade de remoção de amônia.


Iluminação


A iluminação é fundamental para a vida das plantas, corais e animais, porém tem efeito inibitório na nitrificação.


A luz intensa é capaz de reduzir o crescimento das bactérias nitrificantes e até mesmo cessar completamente a respiração celular, sendo necessário um período escuro de algumas horas para elas voltarem ao normal [8] [9] [10] [11] [12], além de promover o crescimento de algas nas mídias[20].


Com essa informação, os filtros opacos são melhores que os translúcidos.


Em contrapartida à nitrificação, a luz é essencial para os sistemas de filtragens que usam plantas ou algas.


Agentes bactericidas e Inibidores


As bactérias nitrificantes também se intoxicam com amônia não ionizada[13], cobre[14], azul de metileno[15] (um dos principais princípios ativos dos medicamentos para peixes) e outros compostos prejudicando a filtragem.


É por esse motivo que devemos ficar atentos ao acúmulo de amônia na água, não utilizar absolutamente nada de cobre em contato com a água dos aquários e não usar medicamento direto no aquário.


Esse é um fator pouco provável de prejudicar a filtragem já que a possível contaminação do aquário depende da aplicação direta de algum composto inibidor da filtragem.


Características Estruturais do Sistema de Filtragem


Essa é de longe o principal fator a se considerar na filtragem biológica devido a estar relacionado com o fluxo do sistema, limpeza e manutenção, captação e reposição de água, capacidade para mídias, etc.


Um sistema de filtragem corretamente construído deve proporcionar uma coleta de sujeira e água eficiente, uma devolução de água promovendo uma melhor oxigenação e circulação dela, deve ser de fácil manutenção para limpezas e trocas de mídias, bombas, etc.


Um filtro maior é melhor que um filtro menor sempre. Um filtro maior proporciona um maior espaço entre as limpezas sem perder eficiência da filtragem, além de utilizar uma diversidade de mídias que acaba saindo mais barato.


Principais Tipos de Filtros e Sistemas de Filtragem Biológicos


Agora que já foram abordados os principais elementos a se considerar na filtragem biológica dos aquários, vamos falar dos principais filtros e sistemas de filtragens comumente utilizados nos aquários sendo eles:


  • Filtro Canister

  • Sump

  • Dry-wet

  • Hang On

  • Filtro Biológico de Fundo

  • Filtros Fluidizados

  • Filtro de Plantas

  • Filtro de Algas (ATS)

  • Reator de enxofre

  • Biopellets

Filtro canister ou Filtro Pressurizado


Os filtros pressurizados ou canisters são compostos basicamente de quatro partes: corpo do filtro, bomba, bandejas para as mídias e mangueiras. Cada marca geralmente tem um sistema de funcionamento diferente, vários tamanhos e modelos.

O canister tem vantagem perante os outros filtros pois consegue tirar maior proveito da mídia num espaço menor, além de obrigar a água a passar por entre a mídia de forma forçada. Essa característica evita que a água passe por vãos e áreas de maior resistência, fazendo uma filtragem bem melhor.


Para mais detalhes sobre o filtro canister veja aqui no nosso texto considerando mais detalhes!


Sump


A caixa sump é, geralmente, uma caixa de vidro com divisões onde são colocadas as mídias e outros equipamentos.  A caixa sump pode ser dividida em várias partes e geralmente possui um quebra-bolhas para evitar que apareçam bolhas nos aquários. O sump aumenta o volume de água do sistema do aquário, o que ajuda na diluição dos contaminantes.

Já escrevemos um texto detalhado sobre as vantagens e desvantagens do sump que pode ser lido aqui nesse link!


Dry Wet


O filtro dry wet (“seco molhado” em uma tradução literal) é um dos sistemas de filtragem mais usados em aquários, criações de peixes e até mesmo em tratamentos de esgoto e águas industriais. É um sistema de filtragem extremamente simples, prático e eficiente.

Já escrevemos um texto detalhado sobre esse tipo de filtro que pode ser lido aqui!


Hang On


O Hang on é aquele filtro que fica pendurado na borda do aquário e são pequenos, de baixa vazão e com capacidade limitada de remoção de partículas sólidas do aquário, sendo necessário sifonagens constantes, porém são bem baratos.


Esse tipo de filtro é indicado para aquários pequenos e com pouca fauna devido a sua baixa eficiência.


Filtro Biológico de Fundo- FBF

O filtro biológico de fundo é o tipo de filtro de aquário mais antigo que temos notícia e ainda hoje (infelizmente) é usado por aquaristas no mundo inteiro. É um filtro com sistema simples, mas muito pouco eficiente.


Já escrevemos um texto com mais detalhes sobre o filtro biológico de fundo que pode ser visto aqui!


Filtros fluidizados


Os filtros fluidizados são filtros versáteis e muito funcionais, principalmente envolvendo a nitrificação. Devido à sua forma de funcionamento as mídias mantêm sempre uma renovação constante do biofilme, o que é excelente para a filtragem biológica.


Os filtros fluidizados geralmente possuem resultados muito melhores que os filtros com mídia imobilizada. [22]


Já abordamos esse tema em dois textos, um sobre o filtro fluidizado e outro sobre o filtro de areia que podem ser lidos nos links abaixo:


https://www.aquariossobrinho.com/artigos/fareiafluid

https://www.aquariossobrinho.com/artigos/tareiafluid


Filtro de Plantas


As plantas, assim como todos os organismos vivos, precisam de nutrientes para se manterem vivas e crescerem.  Entre os principais compostos necessários para as plantas estão o nitrogênio e o fósforo. Opa! Nitrogênio e fósforo?! Sim, os mesmos contaminantes das águas dos aquários. Parece que todo mundo já entendeu a relação.

No aquarismo não é fácil montar um filtro de plantas como única filtragem do aquário, eles requerem muito espaço, iluminação regular e um manejo bem mais trabalho que as outras formas de filtragem. De todo jeito, ainda assim é possível tirar alguns benefícios desse sistema.


Já abordamos o filtro de plantas com um pouco mais de detalhes nesse nosso texto sobre o assunto que pode ser lido nesse link!


O filtro de plantas não é tão eficiente como as bactérias autotróficas. [21]


Em um aquário plantado, as plantas participam do processo de filtragem da água.


Filtro de Algas (ATS)


O filtro de algas é o filtro de plantas do aquário marinho e amplamente utilizado em todo o mundo. Como já se é sabido, as algas utilizam os compostos nitrogenados e fosfatados para seu crescimento. Nós da Aquários Sobrinho já vimos alguns casos que deram certo e alguns casos que deram errado em aquários de corais, pois as algas são competidoras dos corais por nutrientes e espaço.


Já abordamos esse assunto com mais detalhes no nosso texto sobre ATS que pode ser lido aqui!


Nos aquários de água doce é praticamente inexistente os filtros de algas, porém eles funcionam de maneira semelhante aos filtros de algas do aquário marinho.


Reator de Enxofre


O reator de enxofre funciona como um filtro biológico convencional com as bactérias colonizando as mídias, porém em um ambiente livre de oxigênio. O enxofre é importante nesse processo, pois as bactérias utilizam o enxofre como fonte de energia para reduzir o nitrato a nitrogênio gasoso. Um subproduto do reator de enxofre é o ácido sulfúrico, logo é precisa uma boa camada de conchas moídas para neutralizar o ácido sulfúrico.

O reator de enxofre é um filtro de vazão muita baixa para manter o ambiente livre de oxigênio, porém possui uma eficiência muito grande.


Pouca gente sabe, mas o reator de enxofre também possui a capacidade de remover nitritos da água. [17] [18] [19]


O reator de enxofre é um filtro de baixa manutenção onde é necessário apenas a reposição do enxofre e aragonita a cada período que varia de aquário para aquário. No nosso marinho de 1000 litros a reposição é feita em média a cada 6 meses.


Devido ao uso necessário da aragonita ou outro material para proteger dos ácidos gerados no processo, o reator de enxofre só deve ser usado em aquários marinhos e aquários de ciclídeo africanos.


Biopellets


Os biopellets são mídias de polímeros naturais e/ou sintéticos cujas bactérias nitrificantes heterotróficas utilizam como fonte de energia e usam o nitrogênio (amônia e nitrato) e fósforo (fosfato) para construírem suas células. As bactérias heterotróficas crescem muito mais rápido que as bactérias autotróficas, consumindo assim nutrientes mais rapidamente.


Esse assunto já foi abordado com mais detalhes no nosso texto sobre os biopellets que pode ser lido aqui!

 

Sistemas de filtragem biológica não usuais


Nós abordamos no tópico anterior os principais sistemas de filtragem usados em aquarismo por todo o mundo. Dificilmente você vai encontrar um sistema de filtragem para aquários sem se enquadrar em nenhuma das categorias anteriores, porém, existem pessoas que pela experiência e sagacidade, conseguem desenvolver sistemas simples e funcionais nunca visto anteriormente.


Uma dessas pessoas é o nosso amigo pessoal Mauro Schettino, criador de kinguios há muitos anos que desenvolveu um sistema grandioso que não usa nenhuma mídia biológica. Não estou brincando, o sistema dele não usa nenhuma mídia biológica e a grosso modo não utiliza a nitrificação com a maioria dos outros sistemas para filtragem, ele usa a eutrofização da água para a produção de alimentos para os peixes! É o primeiro sistema desse tipo que tenho notícia.


Parece uma maluquice, mas não é. O sistema dele está ativo há vários anos sem nunca ter dado problema e ainda produzindo alimentos de alta qualidade para seus peixes ao mesmo tempo.


A água sai dos tanques com alta concentração de nutrientes orgânicos e inorgânicos e vai para um sistema de caixas d’água como mostrado abaixo.

Com a incidência solar, a água rica em nutrientes promove o desenvolvimento de microalgas diversas que consumirão a amônia, nitrato e fosfato da água. A água dessas caixas é assim:

Nas últimas caixas do sistema existem plantas aquáticas que ele utiliza na filtragem e como completo da alimentação dos kinguios, além de tubifex que consomem a matéria orgânica que se acumula no fundo das caixas e das dáfnias, as principais responsáveis por remover as algas suspensas da água.

Em pouco tempo na caixa das dáfnias a água é totalmente limpa das algas suspensas e se torna completamente cristalina voltando às caixas de criação dos kinguios.

Esse é o único sistema que vi até hoje que funciona há anos em que a filtragem de peixes é feita por organismos que são utilizados na alimentação dos próprios em um sistema fechado. É o verdadeiro sentido da sustentabilidade. Nenhuma mídia de fixação de microrganismos é utilizada.


São projetos como esses que nos mostram que existem várias alternativas eficientes diferentes a serem exploradas.


Como dimensionar e escolher a filtragem biológica do seu aquário


Já abordamos os principais fatores a se considerar na filtragem biológica, já mostramos os principais filtros e formas de filtragem, mostramos um sistema muito pouco usual e agora vamos mostrar os principais fatores para dimensionar a filtragem biológica no aquário de vocês e escolher a mais adequada.


Para dimensionar a filtragem biológica necessários é preciso levar em conta os seguintes fatores:


Fauna e flora do aquário


A fauna do aquário é a principal responsável pela produção de compostos orgânicos do aquário. Aquário com peixes grandes e muitos populosos eliminam mais nutrientes na água que um aquário com menos peixes e peixes pequenos.


A flora também é responsável por uma série de fatores, principalmente o consumo de oxigênio no período noturno.


Tamanho do aquário


Considerando a mesma quantidade de peixes, um aquário maior possui maior diluição de contaminantes que um aquário menor. Isso ajuda a manter uma boa qualidade da água.

Em contrapartida, um aquário maior precisa de uma circulação maior de água do que um aquário menor.


Fatores limitantes do sistema


Todo sistema possui fatores limitantes que precisam ser considerados como espaço, necessidade da fauna e flora, etc.


Muita gente faz um aquário grande, mas deixa um espaço pequeno para o sistema de filtragem e isso é muito ruim.


Os aquários plantados são aquários que geralmente tem baixa circulação devido a fatores estéticos ou necessários a determinados tipos de plantas, isso não é interessante para a filtragem.

Alguns peixes possuem necessidade de pH muito baixo, como os acarás discos selvagens por exemplo, o que reduz a eficiência da filtragem necessitando que ela seja maior do que aquários com pH mais alto.


Um substrato fino é susceptível a uma correnteza forte de água e precisa ser levado em conta.


Para escolher precisamos levar em consideração os seguintes fatores:


Resultado desejado


Você quer uma água perfeitamente ideal para um aquário ou uma água tolerável pela engorda? Quanto melhor a qualidade de água desejada, mais eficiente terá que ser o sistema de filtragem.


Praticidade


Todo sistema de filtragem precisa ser limpo ou trocar componentes. Esse também é um detalhe pouco lembrado. De nada adianta ter um sistema eficiente, mas muito trabalhoso, pois o estresse pode acabar com o prazer do aquarismo.


Custo


O fator limitante das pessoas é o custo do sistema de filtragem. Alguns são mais caros em algumas condições, outros são mais baratos em outras condições. Cabe ao aquarista optar pela melhor filtragem possível para o seu dinheiro disponível. Em muitos casos é melhor estudar e planejar um sistema que vai dar melhor resultado e sair mais em conta que comprar um.


Cada aquário possui uma combinação quase única de fauna, alimentação e qualidade de água que torna qualquer forma de padronização de filtragem um risco. O aquarista deve compreender os princípios de filtragem e adaptar à sua necessidade através da própria experiência e da experiência dos outros aquaristas.


Na dúvida, sempre superdimensione o sistema de filtragem biológico para evitar ter problemas com qualidade de água.


Dimensionamento prático


Na prática os principais fatores a se considerar são:


Vazão do sistema (bomba)


 Para determinar a vazão necessária da bomba do sistema de filtragem devemos considerar o volume do aquário acima de tudo. Maior o aquário, maior deve ser a vazão da bomba.


Você pode usar uma vazão nominal (que vem escrita na caixa da bomba) de 1 vez até 20 ou 25 vezes o volume do aquário sem problemas nenhum. Já fizemos aquários de 100 litros com bomba de 2000l/h e a filtragem ficou excelente, sem nem mesmo revirar o substrato, como também fizemos lagos de 4000 litros com um sistema de filtragem com bomba de 4000l/h e filtragem excelente. Tudo isso levando em consideração a fauna, o tamanho do filtro e complementos de filtragem. Aquários pequenos com vazão menor que 300l/h tendem a não ter uma boa filtragem.


Aquários mais povoados precisam de uma circulação maior que aquários menos povoados.

Um dos problemas relacionados com vazão grande de um sistema de filtragem é revirar o substrato. O substrato também precisa ser levado em conta. Para criar uma circulação alta sem correnteza basta dividir o retorno do sistema de filtragem em várias saídas ao invés de uma saída única ou direcionar para a superfície, isso geralmente garante uma alta circulação de água com baixa correnteza.


Geralmente o que limita a vazão do sistema de filtragem é o custo da bomba, mas é categórico: quanto maior a vazão, melhor para a filtragem biológica.


Não adianta em nada ter uma grande quantidade de mídias se a vazão não for suficiente para isso.


Tipo, quantidade de mídias e tamanho do filtro


Cada mídia possui características próprias de funcionamento, mas o principal parâmetro comum de todas ela é a superfície específica; o espaço disponível para a colonização das bactérias. É ela que vai dizer a quantidade de mídia necessária.


Alguns dos principais tipos de mídias já foi abordado pela gente aqui no nosso texto sobre elas!


Indicamos entre 1 e 5 metros quadrados de superfície de colonização para cada 100 litros de aquário. Isso já considerando uma generosa margem de segurança. Aquários muito povoados não precisam de mais de 5 metros de superfície de colonização cada 100 litros, mesmo se for absurdamente povoado, se a filtragem estiver insuficiente com essa quantidade de superfície de colonização é porque a filtragem está limitada por outro parâmetro.


A superfície específica já foi devidamente abordada aqui no nosso texto sobre ela!


O tamanho do filtro depende diretamente da quantidade de mídias necessárias, sendo que os filtros fluidizados precisam ser bem maiores que os filtros que utilizam mídias paradas.

É plenamente possível usar mais de um tipo de filtro para ter um melhor resultado.


Nutrientes gerais


O oxigênio, elementos traços, carbonatos e os outros abordados precisam estar disponíveis em quantidade adequada.


Para oferecer uma boa quantidade de oxigênio dissolvido, basta ter uma boa circulação de água.


Para manter os elementos traços da água faça trocas parciais ou dose manualmente elementos traços. Dosar suplementos de elementos traços é muito mais prático e eficiente que as trocas parciais.


Os carbonatos podem ser repostos mantendo equilíbrio entre a reserva alcalina em nível adequado através de trocas parciais ou dosando suplementos de carbonatos. Dosar suplementos de carbonatos é muito mais prático do que fazer uma troca parcial.


Após ler esse texto o aquarista terá uma maior percepção sobre como funciona os diversos sistemas de filtragem biológica aplicáveis o aquarismo, desde as bactérias nitrificantes, até as plantas e algas, abordando de forma técnica e não tendenciosa devidamente amparado pela nossa experiência prática e por estudos do mundo inteiro.


É importante lembrar que a maioria dos processos de filtragem biológica apenas converte os contaminantes em formas menos nocivas (como a nitrificação, por exemplo) ou promove a absorção desses nutrientes para um organismo vivo (filtro de plantas e algas e biopellets, por exemplo), sendo necessário outros meios para remover definitivamente do sistema esses nutrientes. No caso da nitrificação, as trocas parciais removem parte do nitrato acumulado e a poda das plantas e/ou algas remove definitivamente esses nutrientes que estão imobilizados nelas. No caso dos biopellets os nutrientes são removidos pela limpeza do filtro ou pelo skimmer (no caso do aquário marinho).


Referência bibliográficas:

[1] Ling, Jian, and Shulin Chen. "Impact of organic carbon on nitrification performance of different biofilters." Aquacultural Engineering 33.2 (2005): 150-162.

[2] Finstein MS, Delwiche CC. Molybdenum as a Micronutrient for Nitrobacter. Journal of Bacteriology. 1965;89(1):123-128.

[3] Water Environment Federation. Biological Nutrient Removal (BNR) Operation in Wastewater Treatment Plants. US: McGraw-Hill Professional, 2005.

[4] Zhu, Songming, and Shulin Chen. "Effects of organic carbon on nitrification rate in fixed film biofilters." Aquacultural Engineering 25.1 (2001): 1-11.

[5] http://www.cnpma.embrapa.br/download/comunicado_44.pdf

[6] https://www.newea.org/2015/07/06/ma-newsletters-article-from-wef-headquarters-june-2015/

[7] Yunus, Rahmat, et al. "Effect of pH changes on the growth of water hyacinth (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms.) in acid mine drainage." Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES).

[8] Alleman, James E., Vasiliki Keramida, and Lisa Pantea-Kiser. "Light induced Nitrosomonas inhibition." Water Research 21.4 (1987): 499-501.

[9] Guerrero, Maria A., and Ronald D. Jones. "Photoinhibition of marine nitrifying bacteria. I. Wavelength-dependent response." Marine Ecology Progress Series 141 (1996): 183-192.

[10] Merbt, Stephanie N., et al. "Differential photoinhibition of bacterial and archaeal ammonia oxidation." FEMS microbiology letters 327.1 (2012): 41-46.

[11] YOSHIOKA, TAKAHITO, and YATSUKA SAIJO. "Photoinhibition and recovery of NH4+-oxidizing bacteria and NO2--oxidizing bacteria." The Journal of General and Applied Microbiology 30.3 (1984): 151-166.

[12] https://www.princeton.edu/nitrogen/publications/pdfs/Ward_2015_Nitrification.pdf

[13] Anthonisen, A. C., et al. "Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid." Journal (Water Pollution Control Federation) (1976): 835-852.

[14] Lee, Yong-Woo, et al. "Inhibitory effects of copper on nitrifying bacteria in suspended and attached growth reactors." Water, air, and soil pollution 203.1-4 (2009): 17-27.

[15] Sipos, A. J., and H. Urakawa. "Differential responses of nitrifying archaea and bacteria to methylene blue toxicity." Letters in applied microbiology 62.2 (2016): 199-206.

[16] Golz, William J. "Biological treatment in recirculating aquaculture systems." Recirculating Aquaculture (1995).

[17] Li, Wei, Qing-liang Zhao, and Hao Liu. "Sulfide removal by simultaneous autotrophic and heterotrophic desulfurization–denitrification process." Journal of Hazardous Materials 162.2 (2009): 848-853.

[18] Munz, G., et al. "Nitrite and nitrate as electron acceptors for biological sulphide oxidation." Water Science and Technology 72.4 (2015): 593-599.

[19] Percheron, Gilles, et al. "Nitrate and nitrite reduction of a sulphide-rich environment." Journal of Chemical Technology and Biotechnology 72.3 (1998): 213-220.

[20]https://cals.arizona.edu/azaqua/ista/ISTA7/RecircWorkshop/Workshop%20PP%20%20&%20Misc%20Papers%20Adobe%202006/7%20Biofiltration/Nitrification-Biofiltration/Biofiltration-Nitrification%20Design%20Overview.pdf

[21]https://cals.arizona.edu/azaqua/ista/ISTA7/RecircWorkshop/Workshop%20PP%20%20&%20Misc%20Papers%20Adobe%202006/7%20Biofiltration/Microbial%20Floc%20Systems/2006%20Roanoke%20-%20Understanding%20Trophic%20Systems%20%20Ebeling.pdf

[22] https://cals.arizona.edu/azaqua/ista/ISTA7/RecircWorkshop/Workshop%20PP%20%20&%20Misc%20Papers%20Adobe%202006/7%20Biofiltration/Design%20-%20Fluidized-Bed/Optimized%20Fluidized%20sand%20biofilters.pdf

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